陕西华大土地开发工程有限公司 陕西西安 710016
摘要:现如今,我国经济高速发展,各行各业都有了很大进步,在进步的同时造成的环境污染问题加剧。现阶段我国越来越重视对生态环境的保护工作,经济发展的立足点和根本点都应是生态环境保护工作,对生态环境保护工作的投入力度应不断提高,这样才能营造一个更加良好的生态环境。水土流失对我国的经济发展、自然发展和生态平衡都是有着决定性的影响的,在可持续发展的新形势下,水土保持的综合治理工作变得尤为重要并且也出现了更多的形式。本文主要讲述现代空间信息技术在我国水土保持方面的应用。
关键词:空间信息技术;水土保持;应用现状
引言
改革开放以来,中国的经济迅速腾飞,21世纪以后,中国经济发展的速度在世界已经名列前茅。然而经济迅速发展的代价是生态文明不断遭受破坏,水土流失一直是我国生态环境中的突出问题,因此解决水土流失问题势在必行。现代空间信息技术主要包括遥感技术、地理信息系统技术和全球定位系统技术,其广泛的应用价值已经在中国水土保持中得到应用。文章将总结现代空间信息技术在中国水土保持中的应用现状,并在此基础上提出相关应用策略。
1现代空间信息技术在水土保持中应用概况
1.1国家和区域土壤侵蚀遥感调查
20世纪70年代以来,我国在开展水土保持空间遥感应用与研究方面,以航天、航空等多层次遥感资料为信息源,以大、中、小不同尺度对全国、大江大河、重点水土流失区和小流域进行遥感调查与监测,编制了大量的遥感图件,建立了不同层次的水土流失与综合治理信息系统,不仅及时准确地为政府提供了决策依据,而且大大加快了水土保持现代化和信息化进程。特别是20世纪80年代以来,国家将遥感技术列为重大应用工程进行科技攻关,先后在黄土高原综合治理、“三北”防护林工程遥感调查等重大项目中取得了一系列有价值的成果。20世纪80年代,水利部组织进行了全国水土流失遥感调查,查明了中国的水土流失基本状况。
1.2基于地理信息系统(GIS)的土壤侵蚀评价与制图研究
相关研究者在小流域、区域等层次的基础上,利用遥感技术结合GIS技术进行制图,同时对土地侵蚀评价和空间分布特征方面进行研究。如何在脆弱生态系统中建立空间数据库主要采用1:10万比例尺,以60m×60m网格数据和土地利用图作为信息源,建成最终的空间数据库。
1.3土壤侵蚀与水土保持信息系统
(1)小流域土壤侵蚀与水土保持信息系统。它以大比例尺信息源(1∶5000~1∶10000)为基础,以基层和小流域(面积10km2左右)资源开发、土地利用、水土保持规划为服务对象,使小流域治理和定位试验更加科学化、模式化并向更大范围推广。该系统采用了图象航摄彩红外资料、土地系列制图资料及试验观测资料等,经过多种处理最后提供资源清查及评价、决策与规划、预测预报(主要指土壤流失量)等服务。
(2)区域性水土保持信息系统。“黄土高原土壤侵蚀监测与管理信息系统”运用多层遥感监测与地面常规监测相结合的技术,取得有关的信息并建成空间数据库(DTM,图象、专题地图等)、属性数据库和模型库,开发形成一个集数据采集、数据管理、规划设计等功能于一体的多功能复合系统,以期提供系列化、动态化的侵蚀环境数据(图、表格、文字等)并做出预测预报,进而为土地利用规划、水土保持规划、水土保持效益评价等提供辅助决策支持。
2现代空间技术在我国水土保持中的应用
2.1RS在水土保持中的应用
RS通过传感器对物体电磁波反射进行探测从而获取遥远的地球表面信息,且在获取过程中,能够对观测对象动态监测,不受探测地条件制约,具有大面积同步监测、快速准确、时效性强、操作简便等特点。
在水土保持监测中,首先通过RS对地表信息进行扫描、摄影,获取遥感影像,其中包含了植被类型、土地利用类型等进行水土流失预测、水土保持的必需因子。可以准确对观测区域内水土流失情况进行调查分析。随着计算机技术的进步,遥感技术也得到快速的发展。在水土保持领域中,低空遥感与地面雷达可以实现近地面地表信息的获取,在过去,由于遥感常常受到云层阻碍无法获取完整准确信息,但是随着无人机的问世与发展,无人机与遥感技术结合使用可以克服这一问题,使遥感技术更具灵活性。利用遥感技术获取的遥感影像文件,为水土保持、荒漠化防治提供了依据,为水土保持工作做出了准确决策。
2.2全球定位系统(GPS)在我国水土保持中的应用
(1)在水土保持工程建设中的应用
目前,我国水土保持工作已与GPS定位技术有效的结合起来,并且可以应用到工程的监理监测、规划设计及施工放样等方面。首先观测出工程建设区地形地貌特征点的坐标数据,其次根据这些数据,准确算出各点坐标,并利用相关软件编制成数字地面模板,最后由计算机辅助设计软件完成工程设计。通过上述描述的使用过程,此技术不仅自动化程度高,而且还可以对设计结果进行合理修改,并且设计资料利于计算机管理和工程竣工验收。在水土保持工程施工放样中,传统方法是使用经纬仪、水准仪、皮尺等工具进行测量,这些工具不仅操作复杂,需要工作人员有一定的操作经验,而且测量出的结果精准度较差。我国用GPS定位系统技术代替了原有技术,该技术是先把基站安置在一已知点上,预先将待定点坐标输入流动站手薄,手持GPS流动站天线,按手薄上提示的方向寻找,很快就可找到待定坐标。目前GPS定位系统技术精准度越来越高,而且手持GPS价格便宜,一般基层水利水电部门都可以承担得起。
(2)在水土流失动态监测中的应用
GPS技术可有效监测出水土流失引起的沟缘线、沟底线等部位,并且可实时进行动态定位处理,把GPS的基站放在已建立控制网的某已知点上,流动站沿沟缘线、沟底线等连续采集点的坐标,绘制出三位曲线。定期监测并比较变化情况,若用计算机处理,可以求初比较确切的变化量。
2.3GIS在水土保持中的应用
GIS在国内起步相对国际较晚,20世纪80年代,GIS在水土保持中的应用逐渐显现出来。经过多年的发展,GIS在水土保持中的应用已经非常广泛,具体应用在水土保持动态监测、水土保持规划与设计、土壤侵蚀分析方面。在水土保持规划设计中的基础数据获取、水土流失分析、土地资源分析评价、水土保持措施布局、单项工程设计、投资概率预算和经济分析阶段中,都离不开GIS对遥感图像的解译、数据的获取、查询、分析、显示、评价功能。在数据获取阶段,GIS基于遥感影像进行资料整理编辑。在水土流失、土地资源分析中,GIS利用其地学分析能力分析水土流失因子,得到区域流失特点、主导要素及流失趋势。在水土保持措施布局、工程设计、经济预算中,GIS将社会、人文、经济要素结合分析,将多方面复杂问题进行科学合理分析,为水土保持规划与设计提供科学决策。在水土保持动态监测中,GIS基于其空间分析功能在数据库中提取构建数字化小流域。结合水土流失预测模型进行小流域土壤侵蚀与治理成效预测。
结语
综上所述,可知对空间信息技术在水土保持规划中的应用进行研究十分必要。这主要是因为我国的水土流失情况已经十分严重,而传统技术无法解决这一困境,因此有关人员就需要尝试着应用新型的空间信息技术,为水土保持人员提供及时动态信息,进而促进我国水土保持工作的顺利开展。再加之,现如今,我国的空间信息技术已经获得了很大的发展,其系统功能已经逐渐完善,完全可以应用在水土保持工作中,为我国水土保持管理水平的提高提供技术支持。
参考文献:
[1]段东亮.浅议城市水土保持[J].广东水利水电,2009(10):50-53.
[2]彭蕾.关于水土保持意义的思考[J].甘肃科技,2011,27(21):78-79.
[3]安尼瓦尔·阿布都热依木.现代空间信息技术在中国水土保持中的运用[J].建筑工程技术与设计,2015,(7):2096-2096.收稿日期:2015-10-24.